DE10249264A1

DE10249264A1 - Blutdruck-Analysevorrichtung

Info

Publication number: DE10249264A1
Application number: DE10249264A
Authority: DE
Inventors: Tsung-Kun Su
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2002-03-26
Filing date: 2002-10-23
Publication date: 2003-10-02
Also published as: US20030187361A1; US6878116B2; JP2003290159A

Abstract

Eine Blutdruck-Analysevorrichtung besteht aus einer Schaltung, bestehend aus einem Drucksensor, einem Signalprozessor, einem Mikroprozessor und einer Anzeige. Der Mikroprozessor ist ebenfalls mit einem Speicher und einer Computerübertragungsschnittstelle verbunden. Der Signalprozessor besteht aus einem ersten Signalverstärker, einem Niedrigpassfilter, einem zweiten Signalverstärker, einem Hochpassfilter, einer Spannungsklemme, einem Komparator, einem dritten Signalverstärker, einem Akkumulatorschaltkreis und einem Kristalloszillator. Die analysierten und berechneten systolischen und diastolischen Blutdruckwerte werden auf der Anzeige angezeigt und stellen weiter genaue Pulswellenformänderungen dar, um es dem Anwender zu ermöglichen, vollständig die Blutdruckzustände zu verstehen und hierdurch den Ärzten eine Referenz für die Diagnose von kardiovaskulären Änderungen zu liefern.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Blutdruck-Analysevorrichtung und betrifft insbesondere eine Blutdruck-Analysevorrichtung zur Anzeige sowohl der Blutdruckwerte als auch der Pulswellen.

Blutdruckwerte dienen als Referenz für den menschlichen physikalischen Gesundheitszustand. Dies trifft besonders für hypertensive Menschen zu, die regelmäßige Blutdruckmessungen vornehmen müssen, um den Blutdruckzustand festzustellen, um dadurch zu verhindern, dass er zu hoch wird und medizinisch nicht mehr behandelbar ist, was zu fatalen Folgen führt. In Fig. 1 sind auf der Grundlage von klinischen Untersuchungen und Analysen Kategorien kardiovaskulärer Diagnosen dargestellt, wie z. B. einem Normalzustand, einer Anämie, einer Hypotension, einem Schock, einer Arteriosklerose, einer Fettleibigkeit, einem Herzfehler, einer Arrhythmie und anderen Leiden, die unterschiedliche Pulswellenformen zeigen, wenn der arterielle Druck gemessen wird. Da die verschiedenen Leiden unterschiedliche Blutdruckpulsraten haben, die 80% höher sein können, wenn der Blutdruck gemessen wird, unterstützt die Darstellung der Blutdruckpulswellenformen gleichzeitig die Feststellung des physikalischen Zustandes und liefert für den Arzt bei der Diagnose der Krankheit einen Bezugswert. Übliche Sphygmomanometer haben den Nachteil, dass sie keine Pulsniveauanzeige aufweisen und aufwendige komplexe Instrumente mit einer Blutdruckpulswellenanzeige nur unbequem getragen und angewendet werden können. Mit der Erfindung wird eine Blutdruck-Analysevorrichtung geschaffen, die bequem angewendet werden kann und in der Lage ist, den Blutdruck zu messen und gleichzeitig die Blutdruckpulsniveaus anzuzeigen.

Es ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Blutdruck- Analysevorrichtung zur Messung und Analyse der Blutdruckveränderungen zu schaffen, bei der, nachdem die gemessenen Blutdruckniveauwerte verarbeitet wurden, die Blutdruckwerte des systolischen Drucks und des diastolischen Drucks grafisch in Form von Blutdruckwellenformen angezeigt werden, um ein vollständigeres Verständnis für den Anwender der Blutdruckzustände zu erleichtern und weiter dem Arzt einen Bezugswert bei der Diagnose von kardiovaskulären Änderungen zu liefern.

Diese Aufgabe wird durch die in den Ansprüchen dargelegte Erfindung gelöst.

Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und werden im folgenden näher beschrieben. Es zeigen:

Fig. 1 eine Tabelle entsprechender kardiovaskulärer Leiden in bezug auf die Blutdruckpulswellenformen;

Fig. 2 ein Blockdiagramm des Aufbaus der Blutdruck-Analysevorrichtung;

Fig. 3 ein Blockdiagramm des Aufbaus des Signalprozessors der Blutdruck-Analysevorrichtung;

Fig. 4 eine Darstellung einer ersten Ausführungsform der Anzeige der Blutdruck-Analysevorrichtung;

Fig. 5 eine Darstellung der zweiten Ausführungsform der Anzeige der Blutdruck-Analysevorrichtung;

Fig. 6 eine Darstellung der dritten Ausführungsform der Anzeige der Blutdruck-Analysevorrichtung; und

Fig. 7 eine Darstellung der vierten Ausführungsform der Anzeige der Blutdruck-Analysevorrichtung.

Wie in Fig. 2 und Fig. 3 dargestellt, umfasst die Blutdruck-Analysevorrichtung gemäß der Erfindung eine Schaltung, bestehend aus einem Drucksensor 10, einem Signalprozessor 20, einem Mikroprozessor 30, eine Anzeigespeichereinrichtung 40 und eine Anzeige 41. Der Mikroprozessor 30 ist weiter entsprechend mit einem Speicher 50 und einer Computerübertragungsschnittstelle 60 verbunden. Der Signalprozessor 20 (siehe Fig. 3) besteht aus einem ersten Signalverstärker 21, einem Tiefpassfilter 22, einem zweiten Signalverstärker 23, einem Hochpassfilter 24, einem Thermoelement 240, einer Spannungsklemme 25, einem Komparator 26, einem dritten Signalverstärker 27, einem Akkumulatorschaltkreis 28 und einem Kristalloszillator 29.

Die Blutdruck-Analysevorrichtung schließt die Anordnung des Drucksensors 10 mit einem dünnen piezo-leitenden druckempfindlichen Element an einer Pulszone des Anwenders ein. Wenn ein Druck auf die Arterie ausgeübt wird, wird eine Reaktion erzeugt, bei der das dünne piezo-leitende druckempfindliche Element eine Mikrovolt-Spannung erzeugt. Diese Spannung wird durch den ersten Signalverstärker 21 des Signalprozessors 20 verstärkt und dann mittels des Tiefpassfilters 22, dem zweiten Signalverstärker 23 und dem Hochpassfilter 24 verarbeitet, um eine Pulsrate abzuleiten und das Signal auf ein Niveau von 0 bis 2 V zu verstärken, wobei der Strom mittels des Thermoelements 240 entsprechend den Temperaturschwankungen gesteuert wird, wodurch die Spannung geregelt wird, wenn sich die Temperatur ändert. Dann gelangt die Spannung an die Spannungsklemme 25. Die Spannung gelangt dann an den Komparator 26, der in Verbindung mit dem Kristalloszillator 29, dem Akkumulatorschaltkreis 28 und dem dritten Signalverstärker 27 kumulative, Dreieckswellen-Spannungsvergleiche ausgibt, die in hochaufgelöste, digitale Pulsbreitenmodulations(PWM)-Signalwerte umgewandelt werden. Der Mikroprozessor 30 steuert das Ergebnis der digitalen Signalwerte, die während des Messvorgangs gesammelt werden, in dem Speicher 50 als auch die Berechnung der digitalen Signalwerte, um den Mittelwert, den Hochdruckwert und den Niederdruckwert des Blutdrucks zu erhalten. Der Mikroprozessor 30 steuert die Auflösung, bei der die digitalen Signalwerte ausgegeben werden und steuert weiter die Weiterleitung der verschiedenen Werte zu der Anzeigespeichereinrichtung 40, so dass eine Blutdruckpulswellenanzeige als auch der mittlere Blutdruckwert, der systoüsche Druckwert und der diastolische Druckwert des Anwenders auf der Anzeige 41 angezeigt werden. Alternativ steuert der Mikroprozessor 30 die Übertragung der digitalen Signalwerte von der Computerübertragungsschnittstelle 60 zu einem Personalcomputer oder einem Krankenhaus- Computer, um als eine individuelle Aufzeichnung oder ein Bezugswert für eine medizinische Diagnose zu dienen.

Die Anzeige 41 der Blutdruck-Analysevorrichtung zeigt die systolischen und diastoüschen Blutdruckwerte als auch die arterielle Blutdruckwelle des Anwenders. Wie in Fig. 4 dargestellt, zeigt der erste Bereich 70 die Blutdruckpulskurve des gesamten Blutdruckmessverfahrens, einschließlich der mittleren Blutdruckkurve 71, der Hochdruckbasiskurve 72 und der Niedrigdruckbasiskurve 73. Der zweite Bereich 74 ist eine vergrößerte Teildarstellung des ersten Bereichs 71 zur Darstellung eines Blutdrucks von 120,8 an der Hochdruckpulsschlagstelle 75 während der arteriellen Kontraktion. Der dritte Bereich 76 zeigt die systolischen Druck-, diastolischen Druck-Werte, den Pulsschlag und andere Informationen. Fig. 5 zeigt einen Blutdruck von 74,0 an der Niedrigdruckpulsschlagstelle 77 während der arteriellen Dilatation. Fig. 6 zeigt eine grafische Darstellung der Blutdruckpulsschlagwellenspitzen. Fig. 7 zeigt Blutdruckpulswellen in Form von Säulen.

Die entsprechenden Werte Pa, Ph und Pl der mittleren Blutdruckkurve, der Hochdruckbasiskurve und der Niedrigdruckbasiskurve der Blutdruck-Analysevorrichtung werden mittels des Mikroprozessors 30 nach der Gleichung Pa = (An + A (n + 1))/2 berechnet, worin An die Anzahl der Punkte n vor dem mittleren Blutdruckwert und A (n + 1) der (n + 1) - Punkt des Blutdruckwerts (der hochaufgelöste digitale Signalwert) ist, wobei die Berechnung von Pa aus einer ersten sequentiellen Anordnung aller Punkte vor dem mittleren Blutdruckwert und dann der Bestimmung des Endwertes des mittleren Blutdruckwerts ist, der dann der Pa-Wert ist.

Mit dem Pa-Wert als Basiswert wird jeder An-Wert sequentiell einmal integriert, um einen entsprechenden Kn-Wert zu erhalten und jeder Kn-Wert wird mit dem Pa-Wert verglichen. Wenn der Kn-Wert kleiner als der Pa- Wert ist, ist der Ph-Wert so, dass Ph = An ist, wobei der systolische Druckpunkt angezeigt wird, wenn ein einzelner Pulsschlagwert größer als der integrierte Punkt der mittleren Blutdruckkurve ist.

Mit dem Pa-Wert als Basiswert wird jeder An Punkt sequentiell zweimal differenziert, um einen entsprechenden Km Wert zu erhalten. Jeder Km- Wert wird mit dem Pa-Wert verglichen. Wenn der Km-Wert größer als der Pa-Wert ist, ist der Pl-Wert so, dass Pl = An ist, wobei der diastolische Druckpunkt angezeigt wird, wenn ein einzelner Pulsschlag größer wird als der differenzierte Punkt der mittleren Blutdruckkurve.

Die Blutdruckpulswellendaten der Blutdruck-Analysevorrichtung werden analogisch abgeleitet, und da keine Auflösungsbegrenzungen gegeben sind, ist es möglich, Blutdruckpulswellenkurven mit einer weit höheren Auflösung und realistischer anzuzeigen. Mit der vorliegenden Erfindung ist es nicht nur möglich, systolische und diastolische Druckwerte abzulesen und anzuzeigen, sondern es wird eine genaue Anzeige von Pulswellenformänderungen während kleiner Zeitinkremente ermöglicht. Weiter ist es möglich, das Pulsschlagniveau, Winkeländerungen und andere Daten zu messen und dem Arzt als Referenz für eine Diagnose von kardiovaskulären Änderungen zu liefern.

Claims

1. Blutdruck-Analysevorrichtung umfassend eine Schaltung bestehend aus einem Drucksensor (10), einem Signalprozessor (20) und einem Mikroprozessor (30), wobei der Mikroprozessor (30) weiter mit einem Speicher (50) verbunden ist und der Signalprozessor (20) aus einem ersten Signalverstärker (21), einem Tiefpassfilter (22), einem zweiten Signalverstärker (23), einem Hochpassfilter (24), einer Spannungsklemme (25), einem Komparator (26), einem dritten Signalverstärker (27), einem Akkumulatorschaltkreis (28) und einem Kristalloszillator (29) besteht, so dass der Drucksensor (10) die Druckänderungen erfasst, die mittels des Signalprozessors (20) in Hochauflösungs-, digitale Pulsbreitenmodulations(PWM)-Signalwerte umgewandelt werden und der Mikroprozessor (30) das Ergebnis der digitalen Signalwerte, die während des Messverfahrens in dem Speicher (50) gesammelt wurden, als auch die Berechnung der digitalen Signalwerte steuert, um den Mittelwert, den Hochdruckwert und den Niederdruckwert des Blutdrucks zu erhalten.

2. Blutdruck-Analysevorrichtung nach Anspruch 1, wobei der Mikroprozessor (30) weiter mit einer Anzeigespeichereinrichtung (40) und die Anzeigespeichereinrichtung (40) mit einer Anzeige (41) verbunden ist.

3. Blutdruck-Analysevorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, wobei der Mikroprozessor (30) weiter mit einer Computerübertragungsschnittstelle (60) verbunden ist.

4. Blutdruck-Analysevorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei der Mikroprozessor (30) eine Berechnung gemäß der unten genannten Formel zum Erhalt der entsprechenden Pa (Mittelwert), Ph (Hochwert) und Pl (Niedrigwert)-Werte der durchschnittlichen Blutdruckkurve, der Hochdruck-Basiskurve und der Niedrigdruck-Basiskurve durchführt:
Pa = (An + A (n + 1))/2
worin An die Anzahl der Punkte n vor dem Blutdruck-Mittelwert und A (n + 1) der Punkt n + 1 des Blutdruckwertes ist, wobei die Berechnung von Pa aus einer ersten sequentiellen Anordnung aller Punkte vor dem mittleren Blutdruckwert und dann einer Bestimmung des Endwertes des mittleren Blutdruckwertes, der der Pa-Wert ist, dann unter Verwendung des Pa-Wertes als Basiswert, jeder An Punkt sequentiell einmal integriert wird, um einem entsprechenden Kn-Wert zu erhalten, der mit dem Pa-Wert verglichen wird, wobei, wenn ein Kn-Wert kleiner als der Pa- Wert ist, der Ph-Wert so ist, dass Ph = An ist; und unter Verwendung des Pa-Wertes als Basiswert jeder An Punkt sequentiell zweimal differenziert wird, um einen entsprechenden Km-Wert zu erhalten, der mit dem Pa-Wert verglichen wird, wobei, wenn ein Km-Wert größer als der Pa-Wert ist, der Pl-Wert so ist, dass Pl = An ist.

5. Blutdruck-Analysevorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei der Hochpassfilter (24) und die Spannungsklemme (25) mittels eines dazwischen angeordneten Thermoelements (240) so verbunden sind, dass von dem Hochpassfilter (24) zur Spannungsklemme (25) ausgegebene Spannungswerte entsprechend der auftretenden Temperaturschwankungen geregelt werden.